硅金納米粒子作為“光聚光器”，將能量集中到微小熱點以增強太赫茲發(fā)射。該效應通過超快激光脈沖進行了研究。

拉夫堡大學新興光子學研究中心科學家發(fā)現(xiàn)了一種利用比沙粒小數(shù)千倍的粒子來增強太赫茲技術的方法。該研究顯示一層稀疏的納米顆粒就能讓產(chǎn)生太赫茲輻射的材料效率更高。太赫茲輻射在電磁波譜中位于微波和紅外之間，具有一系列潛在用途。它可以“看穿”衣物或塑料等材料，并檢測化學指紋，可應用于安全掃描、醫(yī)學成像、材料測試和無線通信等領域。相關研究成果發(fā)表在《科學報告》上。

但現(xiàn)有設備受限于太赫茲波的產(chǎn)生效率。在這項研究中，研究人員在一種自旋電子材料上添加了一層二氧化硅-金納米顆粒，這種材料利用電子自旋來產(chǎn)生太赫茲輻射。盡管顆粒僅覆蓋了約6%的表面，但在實驗中卻將太赫茲輸出最高提升到了原來的1.6倍。

研究團隊首先利用計算機模擬來理解納米顆粒與光的相互作用，然后在實驗室中組裝了這種材料，并使用超快激光脈沖來測量產(chǎn)生了多少太赫茲輻射。拉夫堡大學新興光子學研究中心研究員Vittorio Cecconi博士表示：“一個有趣且有些出乎意料的發(fā)現(xiàn)是，這種效應非常敏感：即使極少量的粒子也能帶來性能上的差異。”

“這些納米顆粒就像‘聚光器’，將入射的激光能量聚焦到極小的區(qū)域，從而使設備工作得更高效?！毖芯咳藛T表示，這種方法為改進太赫茲技術提供了一條相對簡單且可擴展的途徑，有望帶來更好的掃描儀、更精準的測試工具和更快的無線系統(tǒng)。

Cecconi博士說：“納米尺度上的微小變化——小到無法看見——卻可能對技術產(chǎn)生巨大影響。這項工作表明，通過精心設計這些微小結(jié)構，科學家可以創(chuàng)造出更強大、更高效、應用更廣泛的新型設備。”

研究團隊現(xiàn)在計劃探索排列和設計納米顆粒的新方法，并改進底層材料，以進一步提升性能。

審核編輯 黃宇